富硅镁冶金镍渣对硅酸盐水泥水化特性的影响

发布时间：2018-01-20 09:59

  本文关键词： 镍渣 混合材 易磨性 水化特性 配伍　出处：《江苏大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：镍渣是镍金属冶炼过程中,熔融态镍渣经自然风冷或泼水极冷而形成的粒化高炉废渣,其在元素组成上具有SiO2(≈50%)、MgO(≈30%)含量高的特点,故又被称作富硅镁镍渣(以下简称 镍渣‖)。镍渣用作为水泥混合材,可实现冶金废渣的规模化资源利用,目前,尚存在对镍渣的基本物理化学性质研究不够透彻,镍渣在水泥水化环境中的存在形式及其对水泥长期水化特性的影响缺少关注等问题,本文旨在探究镍渣用作为水泥混合材的可行性,包括探明其基本物化性质,与水泥的长期相容性以及适用于镍渣基水泥混合材的活化方法。本文首先以钢渣和水泥熟料为参比样,研究了水淬镍渣和风冷镍渣的易碎性及易磨性差异。结果表明:4种物料的易碎性优劣顺序为:风冷镍渣钢渣水泥熟料水淬镍渣;易磨性优劣顺序为:钢渣风冷镍渣水泥熟料水淬镍渣;风冷镍渣Bond球磨功指数(28.5 kW.h/t)是水淬镍渣Bond球磨功指数(23.3 kW.h/t)的1.2倍。微观分析表明,水淬镍渣结构疏松、镁橄榄石晶格衍射形成的晶格条纹模糊,化学组成分布均匀;风冷镍渣结构致密,顽火辉石晶格条纹清晰可见,存在Fe、Cr金属元素局部聚集现象。2种镍渣的晶体结构与元素分布均匀性差异是导致易磨性不同的原因。实验进而研究了镍渣掺量和细度对硅酸盐水泥水化特性的影响。结果表明:颗粒密度随着镍渣细度的增加而提高;随着镍渣掺量的增加,水化反应放热量降低,但镍渣细度的提高,提高水化反应放热量;增加镍渣掺量使得试样的抗压强度、抗折强度降低。掺有镍渣的试样体积安定性合格。掺入不同细度镍渣的试样膨胀集中在10d左右,NS-A系列中掺有0.300 mm颗粒粒径、NS-W系列中掺有0.075 mm颗粒粒径镍渣的试样膨胀率明显。20℃水养、标准养护试样膨胀集中在10d前后,低掺量时,试样膨胀趋势与空白组相似。室温恒湿养护,空白组干燥收缩值明显大于掺有30%风冷镍渣、30%水淬镍渣的硬化水泥浆体的干燥收缩值。本文还研究了镍渣-超细硅灰对硅酸盐水泥性能的影响。结果表明:最优比例为熟料:镍渣:硅灰:石膏=85%:5%:5%:5%,其28d抗压强度高达67.1 MPa(空白样为60.5 MPa);水化诱导前期、加速期最大放热量分别为0.19379 J/g、0.25262 J/g;28d硬化水泥浆体的2-50 nm细孔所占比例为51%;试样C-S-H凝胶错落有致的填充在硬化水泥浆体中,AFt发展成针状结构,有效填充试样孔隙,提高试样强度。实验进一步研究了多种细度镍渣与粉煤灰、矿粉的合理配伍关系。结果表明:镍渣-粉煤灰的最佳配伍细度为15.26μm-15.01μm;镍渣-矿粉的最佳配伍细度为15.26μm-15.61μm;在抗压强度方面,镍渣-粉煤灰-矿粉的最佳配伍细度为27.15μm-15.01μm-12.45μm;在抗折强度方面,镍渣-粉煤灰-矿粉的最佳配伍细度为17.81μm-11.86μm-12.04μm。
[Abstract]:Nickel slag is a granulated blast furnace slag formed by natural air cooling or extremely cold pouring of water in the smelting process of nickel metal. Its elemental composition is SiO2 (鈮，

本文编号：1447770